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汽车和摩托车检测领域典型参数的测量不确定度评估指南及实例

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在加速噪声测试中驾驶员的行驶操作对测量结果影响较大,其中车辆到达AA′线时的发动机转速、车速、加速起始位置、车辆行驶时与中心线偏离、加速操作的快慢都会对测量结果产生影响。

车辆到达AA′线时的发动机转速、车速、加速起始位置实际影响的都是车辆的在AA′线的工况。标准规定对于接近AA′线时受试车发动机转速和车速的允许误差进行了规定,为±3%,且建立入线车速或发动机转速对声压级影响规律的准确数学模型较困难,因此驾驶员行驶操作的影响将通过重复性试验包含在A类不确定度中考虑。 (6)声级计允差

采用Ⅰ型声级计,声级计允差的影响将采用B类不确定度评估。 (7)声校准器允差

每次检测前采用声校准器对声级计进行校准,声校准器允差对加速噪声测量结果的影响采用B类不确定度评估。 (8)车速、转速表允差

进行加速噪声测试时车速、转速允差如下:

车速测量示值允差:±0.5% 发动机转速表允差:±0.5%

由于车速、发动机转速允差远小于行驶操作允差±3%,因此在噪声测量不确定度的评估中不考虑车速、发动机转速允差对测试结果的影响。 (9)数值修约标准不确定度

标准规定将测量结果的平均值按照GB/T 5378的要求修约到整数位,对测量结果有较大影响,对其采用B类不确定度评估。

E.4 标准不确定度评估

E.4.1 标准不确定度A类评估

标准不确定度A类评估包含了驾驶操作、环境、声级计位置、车辆等多种随机因素的影响。表1为10次重复独立测试的测量结果。

表1 噪声测试结果

次数 1 行驶 方向 往 返 往 返 往 车速(km/h) 入线 40.3 40.7 40.7 40.4 40.1 测量结果dB(A) 左侧 74.4 74.2 74.8 74.7 73.9 减1dB(A)后 测量结果平均值dB(A) 74.53 出线 47.7 47.3 48.6 47.2 47.4 右侧 77.1 76.4 77.2 76.7 76.7 dB(A) 75 2 3 74.85 74.43 75 74 20XX年XX月XX日发布 20XX年XX月XX日实施

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返 4 往 返 往 返 往 返 往 返 往 返 往 返 往 返 39.8 40.3 41.0 40.2 40.9 40.9 41.2 40.9 41.2 40.3 41.2 39.9 40.9 40.7 40.5 46.5 46.9 48.5 47.1 47.2 48.2 48.2 47.4 47.6 46.5 48.4 47.0 47.3 47.0 47.6 74.1 73.9 74.8 74.4 74.0 75.2 73.5 74.3 74.3 74.0 74.1 75.0 74.2 75.0 74.4 77.0 76.3 77.3 76.2 76.7 77.0 77.1 76.5 77.0 76.3 77.5 77.1 76.8 77.1 76.4 74.58 75 5 74.33 74 6 74.70 75 7 74.53 75 8 74.48 74 9 74.78 75 10 74.73 75 10次独立观测结果的算术平均值x:

x1n??x?74.59dB(A) 10i?1i由贝塞尔公式得到单次测量实验标准偏差为:

s(x)?n1(x?x)2?0.17dB(A) ?(n?1)i?1i由于将摩托车左右各两次测量结果的平均值作为单次测量结果,因此测量结果A类标准不确定度为: u1 = s(x)=0.17 dB(A) E.4.2 声级计标准不确定度

Ⅰ型声级计误差为±0.7dB(A),按均匀分布求得其B类标准不确定度:

u2 =

0.73 = 0.40 dB(A)

E.4.3 声校准器标准不确定度

Ⅰ级声校准器误差为±0.3dB(A),按均匀分布求得其B类标准不确定度:

u3 =

0.33 = 0.17 dB(A)

E.4.4 数值修约标准不确定度,考虑到最大修约间隔为0.5 dB(A),因此

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u4=

0.523 = 0.14 dB(A)

E.4.5 列表给出标准不确定汇总如下:

表2.摩托车加速行驶噪声的标准不确定度

序号 1 2 3 4

来源 重复性 声级计允差 声校准器允差 数值修约 评估方式 A类评估 B类评估 B类评估 B类评估 概率分布 正态分布 矩形分布 矩形分布 矩形分布 标准不确定度(dB(A)) 0.17 0.40 0.17 0.14 E.5 合成标准不确定度

根据不确定度传递与合成理论,摩托车加速行驶噪声测量结果的合成标准不确定度为:uc(L)=u?u?u?u=0.17?0.40?0.17?0.14dB(A)

21222324?222122?= 0.49

E.6 扩展不确定度评估

取包含因子k=2,则扩展不确定度为:

U=kuc(L)?2?0.49?0.98 dB(A)

E.7 报告测量结果和扩展不确定度

本次评估中,摩托车加速行驶噪声测量结果为75±1 dB(A),取k=2。

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附录F:(资料性附录)

摩托车燃油消耗量测量结果的不确定度评估实例

F.1 概述

F.1.1目的

评估摩托车燃油消耗量测量结果不确定度。 F.1.2 依据文件

GB15744-2008 摩托车燃油消耗量限值及测量方法 F.1.3 检测仪器、设备

底盘测功机、油耗仪。 F.1.4 检测方法

F.1.4.1 按照GB15744-2008标准第5.1条准备试验车辆,试验时使用GB14622-2007规定的基准燃料。

F.1.4.2摩托车燃油消耗量的测量需要进行Ⅰ型试验(在常规的驱动循环中测量平均燃油消耗量)和Ⅱ型试验(等速时测量平均燃油消耗量)。Ⅰ型试验在底盘测功机上完成,试验测量行驶两个连续的GB14622-2007 附录C 所述的运行循环的燃油消耗量;Ⅱ型试验在底盘测功机上完成,测量车辆按基准车速行驶时的燃油消耗量。

F.1.4.3采用流量测量法进行燃油消耗量的测量。

Ⅰ型试验测量3次完成要求的运行循环燃油消耗量,取平均值作为I 型试验测得的燃油消耗量;Ⅱ型试验测量4次基准车速相近车速行驶时的燃油消耗量,按线性插入法计算出II 型试验测得的燃油消耗量(计算公式简化为取4次测量结果的平均值)。

F.2 数学模型

摩托车燃油消耗量测试结果的计算公式为: FC= 0.6×FCI+ 0.4×FCII

(1)

FCI=K·Q·tI/{nI·(2πr)·tI)}= K·Q/{nI·(2πr)} (2)

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FCII= K·Q·tII/{nI·(2πr)·tII)}= K· Q/{nII·(2πr)}(3)

将(2)、(3)式代入(1)式,得

FC= 0.6K·Q/{nI·(2πr)}+0.4 K· Q/{nII·(2πr)} = K· Q· (0.6 /nI+0.4 /nII)/(2πr) (4) 式中:

FCI——I 型试验测得的燃油消耗量,单位为L/100km; FCII——II 型试验测得的燃油消耗量,单位为L/100km; K——因各量单位不同引入的换算系数; Q——油耗仪的流量,单位L/h;

nI——Ⅰ型试验平均转速转鼓转速,单位r/min; nII——Ⅱ型试验平均转速转鼓转速,单位r/min;

r——转鼓半径,单位m; tI——Ⅰ型试验的时间,单位s; tII——Ⅱ型试验的时间,单位s。

F.3 不确定度来源及影响情况分析

F.3.1 不确定度来源

环境条件 油耗仪流量 FC

车辆及驾驶员 测试时间、车速 底盘测功机转速

车辆实际行驶距离

图1 摩托车燃油消耗量检验结果不确定度因果关系图

F.3.2 不确定度来源情况分析 F.3.2.1 底盘测功机上的运行循环

依据GB14622-2007标准C.2规定所有循环中工况的车速均允许有±2km/h的公差。时间允许公差为±0.5s。由于实际测试运行循环时产生的偏差是车速和时间的复合偏差,与驾驶员及其操作有关,具有一定的随机性, 因此此影响因素通过重复性试验包含在A类不确定度中考虑。

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